Energieffektiv teknik Exempel på hur vi kan göra vårt samhälle mer hållbart Stellan Rosenquist, produktchef lågspänningsmotorer
En av framtidens tuffa utmaningar Efterfrågan på el bara ökar och ökar ABB Group March 10, 2017 Slide 2
Elmotorer står för en betydande andel av elförbrukningen ABB Group March 10, 2017 Slide 3
Verkningsgrad Ett mått på effektivitet P Input P Output η = P Output P Input load P Losses Verkningsgrad = förhållandet mellan mekanisk uteffekt och tillförd elektrisk effekt Hög verkninsggrad betyder att motorn omvandlar elektrisk energi till mekanisk med små förluster
Högre verkningsgrad Sparar både energi och miljön Motorer kategoriseras efter energiklasserna IE1- IE4 Högre klass innebär högre verkningsgrad = lägre energiförbrukning Uppgradering till energieffektiva IE3 eller IE4-klassade motorer innebär besparingar i både energi och miljö En effektivare motor har dessutom lägre livscykelkostnad ABB Group March 10, 2017 Slide 5
Hur kan vi utnyttja energieffektiv teknik? Exempel pump som förser hushåll med dricksvatten 1000-tals pumpdrifter runt om i Sverige förser oss med dricksvatten - dygnet runt året om - år efter år Hur mycket energi kan man spara genom att utnyttja energieffektiv teknik? Låt oss titta på ett exempel - en 90kW pumpdrift ABB Group March 10, 2017 Slide 6
Vårt dricksvatten kommer via ett pumpsystem Flera komponenter samverkar Pumpsystemets totala verkningsgrad påverkas av varje enskild komponent Ledningar Ventiler Pump Motor Koppling För att erhålla optimal total verkningsgrad måste varje komponent dimensioneras korrekt Viktigt att titta på helheten och utgå från det verkliga behovet ABB Group 2017-03-10 Slide 7
Använd effektivare teknik Motorer med högre verkningsgrad Vad kostar det att driva en pump i 20 år? Motor: 90kW, 1483 rpm Elpris: 0,7 kr/kwh Drifttid: 8 000 tim per år Fast varvtal Strypreglering Last: 80% Energiklass Befintlig motor (IE1) IE3 IE4 Verkningsgrad 0,93 0,9515 0,964 Driftskostnad 20 år 8 670 968 kr 8 475 0395 kr 8 365 145 kr Total besparing 0 kr 195 928 kr 305 823 kr Årlig besparing 0 kr 9 796 kr 15 291 kr Inköpspris Ej tillgänglig 59,000 kr 66,000 kr Återbetalningstid - 72 mån 52 mån ABB Group March 10, 2017 Slide 8
Se till hela livscykelkostnaden En motor används under många år Energi ca 95-97% Underhåll ca 1% Initialt köp ca 2-4%
Finns det mer man kan göra? Styra flödet efter behov Bromsa samtidigt med fullt gaspådrag? Genom att reglera en motors varvtal efter det faktiska behovet optimeras energianvändningen Besparingspotential på 20-80% Bättre kontroll över processen
En smartare lösning Varvtalsreglera motorn efter faktiskt behov Vad kostar det att driva pumpen under 20 år? Motor: 90kW, 4-pol Frekvensomriktare Elpris: 0,7 kr/kwh Drifttid: 8 000 tim per år Last: varierande behov 10-80% Energiklass IE1 konstant varvtal IE4 konstant varvtal Verkningsgrad 0,93 0,964 0,908 IE2 varvtalsreglerad Driftskostnad 20 år 8 670 968 kr 8 365 145 kr 5 207 720 kr Total besparing 0 kr 305 823 3 463 248 kr Årlig besparing 0 kr 15 291 kr 173 162 kr Inköpspris Ej möjligt 67,000 kr 112 000 kr Återbetalningstid - 52 mån 8 mån ABB Group March 10, 2017 Slide 11
SynRM ny energieffektiv teknik från ABB
Nyckeln till framgång Eliminering av rotorförluster 100% I 2 R Rotor Övriga I 2 R Stator 60% Övriga I 2 R Stator Förluster Traditionell induktionsmotor IE4 SynRM
Ny teknik gör pumpen ännu effektivare SynRM helt enkelt ett effektivare drivpaket Energiklass IE1 konstant varvtal IE4 konstant varvtal IE2 varvtalsreglerad Verkningsgrad 0,93 0,964 0,908 0,937 SynRM IE4 varvtalsreglerad Driftskostnad 20 år 8 670 968 kr 8 365 145 kr 5 207 720 kr 5 074 000 Total besparing 0 kr 305 823 3 463 248 kr 3 596 968 Årlig besparing 0 kr 15 291 kr 173 162 kr 179 848 kr Inköpspris Ej möjligt 66,000 kr 112 000 kr 126 000 kr Återbetalningstid - 52 mån 8 mån 8,5 mån ABB Group March 10, 2017 Slide 14
Framtiden Ny teknologi ger effektivare motorer Varvtalsreglering Ökad användning av effektivare elmotorer (IE3 och IE4) Asynkrona induktionsmotorer klarar upp till IE4 Framtidens effektiva SynRMmotorer kommer att klara upp till energiklass IE6 SynRM ABBs lösning som klarar framtidens högre krav redan idag
ABB Energirådgivning Experter inom energieffektivisering Conny Bengtsson Lead Energy Efficiency Consultant Per Nyman Lead Energy Efficiency Consultant Patrik Berkesten- Hägglund Energy Efficiency Consultant Håkan Persson Manager Energy Efficiency, Sverige energy.efficiency@se.abb.com ABB March 10, 2017 Slide 16 http://www.abb.se/energieffektiviseri ng
ABB Energirådgivning Vad kan vi hjälpa till med? Energikartläggningar Energieffektivisering av specifika objekt Ett skräddarsytt energieffektiviseringsarbete i avtalsform Temporär energimätning Uppföljning efter implementering av åtgärdsförslag ABB March 10, 2017 Slide 17
Energieffektivisering Mäta energieffektivitet Energieffektivisering kwh kwh kwh Utgångsläge Ökad utmatning, med lika mycket tillförd kwh Minskad tillförd kwh med lika mycket utmatning Tillförd energi (kwh) Produktionsutmatning (ton, enheter etc.) ABB March 10, 2017 Slide 18
Energieffektivisering Exempel Två äldre pumpdrifter för returvatten från fjärrvärmenät Pump: 2 x Sulzer AHLSTAR APP53-250 Motor: 2 x ABB M2BA 355, effekt på 400 kw Varje pump har en max kapacitet på 1 440 m³/h Flödesbehov varierar mellan 320 1 300 m³ Okänt funktionsfel gör att pumparna stänger av vid 1 000 m³/h Under höst och vinter används båda pumpar Finns även en mindre reservpump som inte används då uppfodringshöjden är för liten för att kunna arbeta tillsammans med en av de andra pumparna
Energieffektivisering Exempel Lösning från ABB Energirådgivning Äldre reservpumpen ersätts med: KSB MegaCPK Energieffektivt motor & drivpaket: SynRM IE4 - optimerat för varvtalsreglering Den nya pumpen täcker sommarbehovet på 560 m³/h, och har samma uppfordringshöjd som de äldre pumparna Den nya pumpen tar hand om behovet upp till 560 m³/h, därefter tar den befintliga Sulzer-pumpen över När behovet överstiger 1 000 m³/h startar KSBpumpen igen och balanserar det överskjutande flödet
Energieffektivisering Exempel Resultat och energibesparing Uppskattad energiförbrukning innan åtgärd: 3 220 MWh / år Uppskattad energiförbrukning efter åtgärd: 2 380 MWh / år Energibesparing = 840 MWh / år Elpris = 0,5 kr / kwh ger en besparing på 420,000 kr per år Hela investeringen kostade ca 500 TSEK = pay-off tid = drygt 1 år 25 tim konsulttid från ABB Ytterligare 200 MWh kan sparas om felet på Sulzer-pumpen åtgärdas så att full kapacitet uppnås